申請號：201610078088.8
　　申請人：華僑大學
　　發明人：姜峰 張濤 言蘭 徐西鵬

　　摘要：本發明公開了一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，屬于機械加工中的材料性能測試及精密與超精密加工領域，通過將有色金屬試件固定在電主軸上，對該試件進行在線動平衡；然后采用金剛石刀具對該試件進行修盤，達到測試所需的端面跳動以及粗糙度要求；隨后換裝頂端固接有單顆磨粒的工具頭，并在更換過程中進行對刀；最后進入劃擦測試，試件以指定轉速旋轉，工具頭以指定切深徑向進給，在試件端面形成干涉螺旋形劃痕，測量系統在此過程中采集劃擦力、聲發射信號等物理量。本發明能夠模擬高速磨削過程磨粒間的干涉行為。相關測試結果可用于磨削機理的深入研究以及磨削參數的優化。 　　主權利要求：1.一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：包括：1)將有色金屬試件固定在電主軸上，試件可通過電主軸旋轉；對該試件進行在線動平衡；2)采用金剛石單點刀具對該試件進行修盤，以在試件表面形成端面跳動量優于IT1級，表面平均粗糙度Ra優于5nm的修盤區域，具體步驟如下：2-1)聚晶金剛石單點車刀修盤：立式車削模式，修盤時試件的轉速范圍為2000～10000rpm，聚晶金剛石單點車刀從試件外側以10～50μm的切深沿試件徑向進給，進給速度范圍為0.4～1.2mm/s，進給距離為試件直徑的1/4～1/2；2-2)單晶金剛石單點車刀修盤：立式車削模式，修盤時試件的轉速范圍為2000～10000rpm，單晶金剛石單點車刀從試件外側以2～10μm的切深沿試件徑向進給，進給速度范圍為0.1～0.3mm/s，進給距離為試件直徑的1/4～1/2；3)金剛石單點刀具觸碰對刀儀，確定修盤區域與對刀儀對刀平面的高度差h0；將金剛石單點刀具更換為頂端固接有單顆磨粒的工具頭，工具頭頂端的磨粒觸碰對刀儀，再將工具頭沿試件旋轉的軸向方向上移h0+δ，以使工具頭頂端的磨粒位于試件修盤區域上方δ處，完成對刀；4)將工具頭水平移至修盤區域的劃擦點正上方，并下移δ+ap以使劃擦深度為ap；根據需測試的劃擦速度v和劃擦點所在的劃擦半徑R，通過計算試件的設定轉速n；根據需測試的干涉比率ρ，單顆磨粒的圓弧半徑r，劃擦深度ap，通過計算工具頭的徑向進給速度s；試件按照設定轉速n轉動，且工具頭按照徑向進給速度s和劃擦深度ap沿試件徑向進給，以使磨粒在修盤區域劃擦形成預定干涉程度的劃痕，此過程中通過與工具頭相連的測量系統采集劃擦過程中的數據。
　　2.根據權利要求1所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述步驟4)中，工具頭按照徑向進給速度s和劃擦深度ap沿試件徑向進給的同時沿試件旋轉軸線方向進給。
　　3.根據權利要求1所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述磨粒為金剛石、CBN、氧化物陶瓷或氮化物陶瓷，磨粒形狀為球形、圓錐形或多棱錐形；該磨粒通過機械夾持、電鍍或釬焊固接在工具頭頂端；所述工具頭為壓頭。
　　4.根據權利要求1所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述測量系統為測力和聲發射系統，包括相互信號連接的測力儀、聲發射系統、數據采集卡和信號放大器；所述工具頭與測力儀和聲發射系統相連接。
　　5.根據權利要求4所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述測力儀的固有頻率高于4KHz，測力精度優于0.01N；所述數據采集卡的采樣速度高于2M/s。
　　6.根據權利要求3所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述試件為圓盤形；所述步驟2)中，修盤時金剛石單點刀具的進給距離小于試件半徑，所述修盤區域為圓環形。
　　7.根據權利要求1所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述工具頭在沿試件旋轉的軸向方向和徑向方向的定位精度均優于0.1μm，該定位精度通過位移傳感器及相應的位置反饋系統配合控制。
　　8.根據權利要求1所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述對刀儀的定位精度優于0.1μm。
　　9.根據權利要求1所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述的劃痕為連續螺旋形劃痕，劃痕圈數大于3個。
　　10.根據權利要求1所述的一種金剛石刀具預修有色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：所述工具頭軸線平行于試件旋轉軸線。